觀察石墨烯的共價功能化
發布時間:2021-10-15
目前,許多研究人員正在利用這種能力成功共價功能化石墨烯,并通過拉曼光譜確定完整的過程。然而,在這個過程中仍然難以捉摸的一個領域是與共價鍵機制相關的單一晶格模式的確定(和分辨率)。
來自德國、奧地利和厄瓜多爾的一個國際團隊現在已經使用原位拉曼光譜來觀察鉀插層石墨的共價功能化以產生功能化石墨烯。
石墨插層化合物(GIC)的化學剝離和親電試劑處理是制備共價功能化石墨烯最常用的方法之一。
拉曼光譜可用于檢測氧化石墨烯和功能化石墨烯中的拉曼模式(即G、D和2D模式),并且之前已經使用過。然而,許多技術只能測量3納米缺陷之間的距離,這導致功能化石墨烯(和氧化石墨烯)的分辨率非常寬,并且在較小的尺寸中分辨率很差。這個問題往往導致個體對個體晶格振動的貢獻被隱藏,這是團隊熱衷觀察的。
研究人員使用原位拉曼光譜(HORIBA LabRam光譜儀)和量子力學計算來更好地理解共價功能化石墨烯的生產過程。
在實驗中,需要在缺陷導致樣品變寬之前測量光譜,因為正是這個過程導致了之前的許多實驗沒有任何譜線和變寬的拉曼模式。
研究人員選擇了最常見的石墨烯功能化反應之一,使用還原石墨和水模擬——的氫化反應。這與暴露在氫氣和氧氣中相比。
研究人員在惰性條件下,在MBraun Labmaster SP手套箱中創建了一個嵌入鉀離子的GIC。然后,GIC暴露于受控蒸氣壓下的水、氫和氧,以及四氫呋喃和其他有機試劑中。結果是在石墨烯單層的頂部形成芳基-G:雙-(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸鹽功能化層。
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